Solución Ejercicio de Fracción Molar


Solución Ejercicios de Fracción Molar:


Ejercicio 1: Sea una disolución de ácido sulfúrico H2SO4 de 93% en peso y con densidad 1,83 g/ml. Calcular la fracción molar del ácido. Datos: peso molecular del H2SO4 = 98; peso molecular del agua = 18.

Solución:
  • densidad = 1,83g/ml → 1 litro de disolución son 1830 gramos
  • ácido H2SO4 en la disolución:  (93/100) · 1830 = 1702 gramos
  • agua en la disolución: 1830 - 1702 = 128 gramos
  • moles de ácido H2SO4 = nácido = masa soluto / peso molecular = 1702 / 98 = 17,37 moles
  • moles de agua = nagua = masa / peso molecular = 128 / 18 = 7,11 moles
  • fracción molar del H2SO4 = xácido = nácido  / nácido + nagua = 17,37 / (17,37 + 7,11) = 0,71

Ejercicio 2: Sea una disolución de 70 gramos de glicerina (C3H8O3), 20 gramos de metanol (CH3OH) y 250 gramos de agua (H2O). Calcular la fracción molar de cada uno de los componentes.

Solución:
  • Peso molecular del C3H8O3 = 3 · 12 + 8 · 1 + 3 · 16 = 92 g / mol
  • Peso molecular del CH3OH = 12 + 1 · 3 + 16 + 1 = 32 g / mol
  • Peso molecular del H2O = 2 · 1 + 16 = 18 g / mol
  • Moles de C3H8O3: nglicerina = 70 / 92 = 0,76 moles 
  • Moles de CH3OH: nmetanol = 20 / 32 = 0,62 moles 
  • Moles de H2O: nagua = 250 / 18 = 13,89 moles
  • Moles totales: ntotal = = 15,27 moles
  • Fracción molar de la glicerina: xglicerina = nglicerina / ntotal = 0,76 / 15,27 = 0,050
  • Fracción molar del etanol: xetanol = netanol / ntotal = 0,62 / 15,27 = 0,041
  • Fracción molar del agua: xagua = nagua / ntotal = 13,89 / 15,27 = 0,910
  • Verificamos que la suma de fracciones molares es igual a 1: 0,05 + 0,041 + 0,910 = 1
 
Ejercicio 3: Calcular la cantidad en gramos de cada uno de los componentes de una disolución de agua (H2O), glicerina (C3H8O3) y metanol (CH3OH) en las que: xglicerina = 0,044, xmetanol = 0,056, xagua = 0,9. Dato: el número de moles de agua es nagua = 0,56.

Solución:
  • Fracción molar del agua: xagua = 0,56 / ntotal = 0,9 ntotal = 0,56 / 0,9 = 0,62
  • Fracción molar del metanol: xmetanol = nmetanol / ntotal = 0,056 nmetanol = 0,056 · 0,62 =  0,035
  • Fracción molar de la glicerina: xglicerina = nglicerina / ntotal = 0,044 nglicerina = 0,044 · 0,62 =  0,027
  • nagua = 0,56 = masa agua / peso molecular masa agua = 0,56 · 18 = 10,1 gramos
  • nmetanol = 0,035 = masa metanol / peso molecular masa metanol = 0,035 · 32 = 1,12 gramos
  • nglicerina = 0,027 = masa glicerina / peso molecular masa glicerina = 0,027 · 92 = 2,48 gramos 


Ejercicio 4: Determinar la fracción molar de soluto de una disolución formada por 12 g de hidróxido de calcio, Ca(OH)2, en 200 g de agua, H2O, si la densidad de esta disolución en 1050 kgm-3. Datos:
  • Pesos atómicos: (Ca) = 40 u; (O) = 16 u; (H) = 1 u 
  • Soluto: Ca(OH)2; disolvente: H2O.
Solución:  
  • Peso molecular del Ca(OH)2 = 40 + 2 · 16  + 2 · 1 = 74 g / mol
  • Peso molecular del H2O = 2 · 1 + 16 = 18 g / mol
  • Moles de soluto: nsoluto = 12 g · (1 mol / 74 g) = 0,162 moles
  • Moles de disolvente: ndisolvente = 200 g · (1 mol / 18 g) = 11,11 moles
  • Moles totales: ntotal = 11,11 moles H2O+ 0,162 moles de soluto = 11,27 moles
  • Fracción molar del soluto: xsoluto = (moles de soluto / moles totales) = 0,162 / 11,273 = 0,014
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versión 1 (26/09/2015)